（ 本 章 ） ， 我 就 來 問 你 一 個 有趣 的 問題 ： 一 團 呈 球狀 的 果汁 飄浮 在 太空梭 裡 。 你 不 需要 用 杯子 裝 它 ， 因為 那 果汁 是 在 失重 狀態 。 一 位 太空人 小心 地 把 吸管 插進 那 球狀 果汁 裡 ， 並且 開始 吸 那 根 吸管 。 他 可以 用 這 個 方式 吸到 果汁 嗎 ？ 你 可以 假設 太空梭 裡 的 空氣 壓力 是 1 大 氣壓 。 現在 回到 你 用 手指 壓住 吸管 上端 的 例子 。 如果 你 緩緩 地 將 吸管 往 上 提 ， 比方說 5 公分 ， 只要 吸管 仍然 插 在 液體 裡 ， 果汁 就 不會 從 吸管 裡 流出來 。 事實 上 ， 吸管 裡 的 果汁 幾乎 會 （ 但 不 全然 ） 維持 在 原來 的 位置 。 要 測試 這 點 ， 你 可以 事先 在 吸管 側邊 與 液面 等 高 的 位置 做 個 記號 ， 然後 才 開始 將 吸管 往 上 提 。 吸管 內 果汁 的 液面 這時 會 比 杯 內 果汁 的 液面 高出 大約 5 公分 。 但是 ， 這 怎麼 可能 ， 我們 先前 不 是 才 煞有介事 地 強調 吸管 內 與 吸管 外 （ 在 同樣 高度 的 地方 ） 壓力 會 相等 嗎 ？ 前面 的 現象 沒有 違背 這 個 規則 嗎 ？ 沒有 ！ 大自然 是 非常 聰明 的 ； 被 你 用 手指 困住 的 那些 空氣 會 增加 體積 ， 好 讓 裡面 的 壓力 剛好 減少 了 合適 的 量 （ 大約 0.005 大氣壓 ） ， 這麼一來 ， 在 吸管 內部 ， 與 吸管 外 的 杯 內 液面 等 高 的 位置 ， 壓力 仍然 不變 ： 1 大 氣壓 。 也 正 是 因為 這 點 ， 所以 果汁 其實 不會 剛剛好 上升 5 公分 ， 而是 會 比 5 公分 稍微 小 一點點 ， 或許 只 少 個 1 公釐 — — 剛好 足夠 給 管 內 的 空氣 一點 額外 的 空間 ， 讓 裡面 的 空氣 壓力 可以 下降 到 該 有 的 大小 。 你 猜 得 到 ， 如果 你 （ 在 海平面 的 高度 ） 把 一 條 管子 的 一 端 封起來 ， 然後 緩緩 將 那 條 管子 往 上 提 ， 那麼 管子 裡 的 水 可以 被 提到 多 高 嗎 ？ 這 會 和 你 一 開始 把 多少 空氣 困在 管子 內 有關 。 如果 吸管 裡 一 開始 的 空氣 很少 ， 甚至 沒有 空氣 ， 那麼 水 所 能 上升 的 最 大 高度 就 會 是 34 英尺 ， 比 10 公尺 高 一點 。 當然 ， 你 不能 用 一 小 杯 水 來 做 這 實驗 ， 不過 用 一 桶 水 倒是 有 可能 。 你 感到 吃驚 嗎 ？ 讓 人 更 難以 理解 的 是 ， 這 個 高度 與 管子 的 形狀 並 沒有 關係 。 你 可以 扭動 它 ， 甚至 把 它 弄成 螺旋狀 ， 而 水 仍然 可以 達到 垂直 高度 34 英尺 ， 因為 34 英尺 的 水 可以 產生 1 大 氣壓 的 靜液壓 。 我們 知道 大氣 壓力 愈 小 ， 水柱 的 最 大 可能 高度 就 愈 低 ， 這 提供 了 我們 一 種 測量 大氣壓 的 方法 。 要 看出 這 點 ， 我們 可以 開車到 華盛頓山 的 山頂 （ 大約 是 1,900 公尺 高 ） ， 那裡 的 大氣 壓力 大約 是 0.82 大氣壓 ， 這 表示 管子 外面 的 液面 壓力 不再 是 1 大 氣壓 ， 而是 只有 約 0.82 大氣壓 。 所以 當 我 測量 管子 內部 與 管 外 液面 等 高處 的 壓力 時 ， 它 的 大小 會 是 0.82 大氣壓 ， 因此 水柱 的 最 大 可能 高度 會 變 得 比較 低 。 管 內 水柱 的 最 大 高度 將 會 是 0.82 乘以 34 英尺 ， 也 就 是 約 28 英尺 （ 約 8.5 公尺 ） 。 如果 我們 在 管壁 上 標示 公尺 與 公分 的 刻度 ， 並 使用 蔓越莓汁 來 測量 管 內 液體 的 高度 ， 那麼 我們 就 創造 了 一 個 蔓越莓 汁 氣壓計 ， 它 可以 告訴 我們 空氣 壓力 的 變化 。 順道 一 提 ， 據說 法國 科學家 巴斯卡 （ Blaise Pascal ） 曾經 用 紅酒 製作 過 一 個 氣壓計 ， 或許 ， 法國人 會 幹 這 種 事 本來 就 可以 預期 。 在 十七世紀 中葉 發明 氣壓計 的 義大利人 托里切利 （ Evangelista Torricelli ） ， 曾經 短暫 當 過 伽利略 的 助手 ， 他 後來 決定 使用 水銀 來 製作 他 的 氣壓計 。 這 是 因為 ， 對 同樣 的 液柱 來 說 ， 液體 的 密度 愈 大 ， 所 產生 的 靜液壓 就 愈 大 ， 所以 液體 在 管 內 上升 的 高度 就 可以 減少 。 水銀 的 密度 大約 是 水 的 13.6 倍 ， 所以 管子 的 長度 會 方便 處理 許多 。 34 英尺 水柱 （ 1 大 氣壓 ） 的 靜液壓 ， 就 和 34 ÷ 13.6 = 2.5 英尺 水銀柱 一樣 大 （ 2.5 英尺 即 30 英寸 ， 相當於 76 公分 ） 。 托里切利 一 開始 其實 並 不 是 嘗試 用 他 的 儀器 來 測量 空氣 壓力 。 他 是 嘗試 用 它 來 決定 抽 水 幫浦 能 把 水柱 抽 得 多 高 ， 這 是 個 嚴肅 的 灌溉 問題 。 他 把 水銀 倒到 一 根 長 約 1 公尺 的 玻璃管 裡面 ， 玻璃管 的 底部 是 封死 的 。 接著 他 用 拇指 把 管子 的 上緣 封住 ， 然後 將 管子 上下 倒轉 插入 一 個 裝 著 水銀 的 碗 裡 ， 再 將 拇指 移開 。 當 他 這麼 做 時 ， 有些 水銀 就 從 管子 裡 回流到 碗 內 ， 但 管子 仍然 保留 了 76 公分 高 的 水銀 。 他 認為 管子 上端 所 留下 的 那 個 空間 是 真空 ， 而 這 是 最早 在 實驗室 中 製造出來 的 真空 狀態 之 一 。 他 知道 水銀 的 密度 大約 是 水 的 13.6 倍 ， 所以 他 可以 計算出 水柱 的 最 大 高度 — — 那 才 是 他 真正 想 知道 的 事 — — 會 大約 是 34 英尺 。 當 他 算出 這 個 結果 時 ， 有 一 個 附帶 的 好處 是 ， 他 注意到 液面 的 高度 有時 上升 有時 下降 ， 他 因而 相信 這些 改變 乃是 源自於 大氣 壓力 的 變化 。 非常 聰明 ！ 而且 他 的 實驗 解釋 了 為什麼 水銀 氣壓計 的 管子 上方 總是 會 多 留下 一 小 段 真空 的 空間 。 水面 下 的 壓力 算出 水柱 的 最 大 高度 後 ， 托里切利 還 研究出 一 件 當 你 嘗試 要 潛到 海 裡 去 觀賞 魚類 時 可能 想 過 的 事 。 我 直覺 的 猜測 是 ， 你 曾經 在 一生 中 的 某 個 時刻 嘗試 過 在 水 裡 用 呼吸管 呼吸 。 好 吧 ， 大部分 的 呼吸管 長度 不 超過 一 英尺 （ 三十 公分 ） ； 我 相信 你 一定 曾經 想要 潛深